Il microscopio elettronico a scansione è un’apparecchiatura che utilizza fasci di elettroni ad alta energia per generare informazioni su un campione di microscopia. Le informazioni generate vengono quindi risolte in un’immagine del campione. I microscopi elettronici a scansione sono fino a 250 volte più potenti dei microscopi ottici e possono ingrandire le immagini fino a 500,000 volte.
Un microscopio elettronico a scansione standard può risolvere immagini di oggetti di dimensioni fino a cinque nanometri. Un nanometro è un miliardesimo di metro, o circa quattro miliardesimi di pollice. Questi microscopi possono generare immagini accurate di organismi piccoli come virus e persino batteriofagi, che sono virus che infettano i batteri.
Oltre alla sua capacità di ingrandire campioni così piccoli, un’altra caratteristica utile del microscopio elettronico a scansione è che può produrre immagini tridimensionali. Questo perché i microscopi hanno un’ampia profondità di campo, consentendo agli oggetti sullo sfondo e in primo piano di rimanere a fuoco contemporaneamente. Ciò rende la microscopia elettronica a scansione molto utile per determinare la struttura superficiale e la forma 3D dei campioni.
A causa del modo in cui funziona la macchina, la corretta preparazione del campione è un aspetto vitale della microscopia elettronica a scansione. Ci sono due parti importanti per la preparazione. Il primo è il fatto che i campioni devono essere rivestiti con una sostanza elettricamente conduttiva come oro, platino o cromo. Questo è importante per ridurre l’accumulo di cariche elettrostatiche durante il processo. Il secondo aspetto importante è che i campioni vengono esaminati sotto vuoto, il che significa che devono essere completamente asciutti. Per questo motivo i campioni biologici vengono fissati chimicamente con una sostanza come la formaldeide per preservare la struttura dei tessuti.
Il funzionamento del microscopio elettronico a scansione coinvolge un cannone elettronico, lenti magnetiche e un rilevatore di elettroni. Una volta che il campione viene posizionato sul tavolino del microscopio e il processo ha inizio, il cannone elettronico inizia a sparare. La pistola spara un raggio di elettroni attraverso un anodo, quindi attraverso due lenti magnetiche e infine il rilevatore di elettroni.
In combinazione con la lente del condensatore del microscopio, questo processo concentra efficacemente il fascio di elettroni in modo che possa colpire con precisione il campione. Quando ciò accade, gli elettroni iniziano a interagire con il campione e i rilevatori nel microscopio contano il numero di interazioni che si verificano. Il numero di interazioni determina quindi la modalità di visualizzazione dei pixel sul monitor che visualizza le immagini. Più interazioni si verificano, più luminosi saranno i pixel. Il contrasto nella luminosità dei pixel costituisce l’immagine.
Le immagini al microscopio elettronico a scansione sono generate senza l’uso di onde luminose; quindi le immagini sono sempre in bianco e nero. Si tratta di immagini tridimensionali altamente dettagliate e, nonostante la mancanza di colore, sono estremamente accurate. Le immagini possono essere colorate per renderle più vivide e migliorare il contrasto.